大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備的製作方法
2023-07-21 01:14:46
大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及再生能源領域，具體涉及大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於：所述生產設備由進料系統、裂解筒體、油氣分離器和沉渣池構成，所述裂解筒體由進料固定筒、迴轉裂解筒、除渣固定筒組合構成，其中所述迴轉裂解筒由電機驅動旋轉，所述迴轉裂解筒一端與所述進料固定筒連通，所述進料固定筒與所述進料系統連通，所述迴轉裂解筒的另一端與所述除渣固定筒連通，所述除渣固定筒與所述除渣池相連通。本發明的優點是：可自動進出料，操作簡便，勞動強度小，滿足大型工業化的生產要求。
【專利說明】 大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及再生能源領域，具體涉及大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備。
【背景技術】
[0002]在在石油、天然氣等不可再生化石資源瀕臨枯竭以及環境汙染日益嚴重的今天，能源需求與環境保護成為當今世界的兩大主題。中國的生活垃圾數量巨大，在較發達城市中，廢棄塑料佔垃圾總質量的8% _15%，體積分數達到30%左右。廢塑料的傳統處理方法是填埋法和焚燒法，但由此造成了佔用耕地、汙染水源及排放大量廢氣等一系列問題。而熱裂解等熱化學回收法將廢塑料轉化為化學品或燃料油等有價值的石化產品，不僅解決了廢塑料的汙染問題，還可在相當程度上緩解能源緊缺問題，因此得到了世界各國的高度關注。然而單獨進行塑料裂解制油尚有一些不足，反應條件較為苛刻、所需溫度較高、能耗較大。
[0003]目前，用於熱裂解反應的設備主要有兩大類:一類是靜置設備，該類設備在裂解反應爐內設置有攪拌裝置，通過攪拌使得物料翻動、混合以及排出物料的效果，其缺點是由於反應爐保持靜置，所以受到加熱裝置的加熱區域保持不變，所以導致該區域的線膨脹程度不可預測，同時物料不能受到均勻受熱，且溫度上升也慢；另一類是迴轉爐，由於迴轉爐能對物料起到翻動、混合的效果，因而物料在其中受熱均勻，所以迴轉爐的效果優於靜置設備，工業化設備大多選用迴轉爐。
[0004]中國實用新型專利200420063675.2和01279258.6分別公開了一種靜置式的臥式裂解反應爐，在反應爐內分別設置有攪拌器，最多兩個油氣出口設置於反應爐的上方，藉由油氣出口與裂解爐之間的壓差收集油氣，但此類反應爐除了具有上述靜置設備所有的缺點之外，還會因為物料在完全裂解前就已經經過該油氣出口，所以當完全裂解後的物料所產生的油氣在油氣出口的後段時，無法及時收集從而造成反應爐的壓力增大，增加危險。中國發明專利102827626A公開了一種迴轉爐，該迴轉爐採用陣列的擺放結構，在增加了混煉處理量的同時，又解決了不同位置迴轉爐的受熱不均問題，但油氣出口具備同樣的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是根據上述現有技術的不足，提供了大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，該生產設備採用超大容積的迴轉裂解筒作為熱裂解反應爐，通過在迴轉裂解筒內設置保持靜止的取氣中心管取氣，使得迴轉裂解筒內的物料既能隨著筒體轉動而均勻受熱，同時裂解出的油氣可由取氣中心管上開設的取氣孔收集，提高了生產效率，迴轉裂解筒以取氣中心管為轉軸轉動，提高筒體穩定性。
[0006]本發明目的實現由以下技術方案完成:
一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:所述生產設備由進料系統、裂解筒體、油氣分離器和沉渣池構成，所述裂解筒體由進料固定筒、迴轉裂解筒、除渣固定筒組合構成，其中所述迴轉裂解筒由電機驅動旋轉，所述迴轉裂解筒一端與所述進料固定筒連通，所述進料固定筒與所述進料系統連通，所述迴轉裂解筒的另一端與所述除渣固定筒連通，所述除渣固定筒與所述除渣池相連通；位於所述迴轉裂解筒中設置有取氣中心管，所述取氣中心管的一端貫穿伸出於所述裂解筒體外側並與所述油氣分離器連通，所述取氣中心管位於所述迴轉裂解筒內的部分管段由固定於所述迴轉裂解筒內壁上的支撐架定位支撐，該部分管段表面開設有取氣孔。
[0007]所述迴轉裂解筒下方支承有若干導輪座，所述迴轉裂解筒與所述導輪座之間構成滾動配合；所述導輪座相對於所述迴轉裂解筒，沿其軸向位置可調，所述導輪座的高度可調。
[0008]若干所述導輪座沿所述迴轉裂解筒的軸向間隔布置，所述導輪座的軸向位置可調是指，若干所述導輪座固定支承於一導軌之上，所述導軌可沿所述迴轉裂解筒軸向移動；所述導輪座由導輪與導輪支架構成，所述導輪座的高度可調是指所述導輪支架的高度可調，所述導輪裝配於所述導輪支架之上，所述導輪支架固定支承於所述導軌之上。
[0009]所述迴轉裂解筒對所述取氣中心管的定位支撐是沿所述取氣中心管軸向間隔設置支撐架，所述支撐架至少採用三點支撐，即在所述迴轉裂解筒的內壁上固定設置至少三根支撐柱構成所述支撐架，至少三根所述支撐柱沿所述取氣中心管的軸向圓周陣列分布，所述支撐柱的一端固定設置於所述迴轉裂解筒的內壁，另一端與所述取氣中心管構成滑動配合。
[0010]所述三點支撐中的點支撐指的是圓弧面支撐，即所述支撐柱的支撐面為與所述取氣中心管外弧面匹配的弧面。
[0011]所述取氣中心管外弧面上具有外設滑道，所述外設滑道為所述支撐面的滑動滑道。
[0012]所述進料系統包括料倉、密閉料鬥、螺旋進料機，所述料倉通過上料輸送帶與所述密閉料鬥相連，所述密閉料鬥下方與所述螺旋進料機的進料螺杆連通，所述進料螺杆連通有進料口 I，所述進料螺杆的輸出端與所述進料固定筒相連通，所述進料固定筒上連通有進料口 II。
[0013]所述迴轉裂解筒內設置有若干螺旋進料導流板，所述螺旋進料導流板的高度、螺距與所述取氣孔於所述取氣中心管上的布置位置呈對應關係。
[0014]本發明的優點是:可自動進出料，操作簡便，勞動強度小，滿足大型工業化的生產要求；裂解過程中，迴轉筒勻速轉動，筒內物料受熱均勻；中心取氣管與迴轉裂解筒之間的布局合體，收氣效果好；生產率高，年處理量大；方便安裝維護；由於採用連續化生產故油品質量穩定；實時監控筒內爆炸極限，安全性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖通過實施例對本發明特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解:
如圖1所示，圖中標記1-21分別為:料倉1、上料輸送帶2、密閉料鬥3、進料螺杆4、進料口( I )5、進料口( II )6、進料固定筒7、傳動齒輪8、驅動電機9、迴轉裂解筒10、支撐架11、取氣孔12、導輪座13、導輪14、導輪支架15、取氣中心管16、除渣固定筒17、油氣分離器18、沉渣池19、支撐柱20、風帽21。
[0017]實施例:如圖1所示，本實施例中的大型工業化再生材料和生物質材料混煉生產設備包括進料系統、裂解筒體、油氣分離器18以及沉渣池19構成。進料系統將由再生材料和生物質材料混合構成的物料輸送進裂解筒體內，該物料在裂解筒體內熱裂解成油氣以及料渣，其中油氣由油氣分離器18收集並進行可燃氣和油氣的分離，料渣由沉渣池19回收。
[0018]進料系統主要由料倉1、密閉料鬥3、進料螺杆4構成，其中料倉I為作為原料的再生材料的存儲室，料倉I通過上料輸送帶2連接密閉料鬥3，密閉料鬥3的下方與螺杆進料機的進料螺杆4配合連接。進料螺杆4上還設置有生物質材料的進料口( I )5，進料螺杆4的輸出端與進料固定筒7相連通。作為裂解筒體一部分的進料固定筒7上開設有生物質材料的進料口( II) 6。進料口( I ) 5以及進料口( II) 6處都保證無氧密封，以保證進料系統無氧供料。
[0019]進料系統在工作時，料倉I內存儲的再生材料由上料輸送帶2輸送至密閉料鬥3內，密閉料鬥3在儲滿再生材料之後進行抽真空直至其達到真空密閉。當密閉料鬥3內部達到真空後,其內部存放的再生材料由進料螺杆4輸送至進料固定筒7內，此時由於進料螺杆4上連通有生物質材料的進料口( I )5，所以進料螺杆4實質上是將再生材料與生物質材料相混合併輸送至進料固定筒7內，可避免再生材料在進料螺杆4的輸送中產生氣泡。進料固定筒7上開設的進料口(II) 6用以添加生物質材料，使其在物料中的重量百分比達到要求，即從進料口( I ) 5與進料口(II) 6中兩次添加的生物質材料的重量之和滿足物料中所佔比重要求。在實際運用中，當再生材料的組分內含有生物質材料時，進料口( I )5以及進料口(II) 6可以選擇性地根據生物質材料的組分要求進行相應的添加或者不添加。
[0020]裂解筒體由進料固定筒7、迴轉裂解筒10和除渣固定筒17構成，其中進料固定筒7與迴轉裂解筒10的一端連通，迴轉裂解筒10的另一端與所述除渣固定筒17構成連通，上述三者同軸布置。迴轉裂解筒10外圍套裝有一傳動齒輪8，傳動齒輪8通過齒輪嚙合與驅動電機9構成傳動配合,使得驅動電機9通過傳動齒輪8的傳動帶動迴轉裂解筒10旋轉。迴轉裂解筒10下方由沿其筒體軸向間隔設置的若干導輪座13支撐，其中導輪座13由導輪14和導輪支座15構成，導輪14裝配於導輪支座15上，導輪支座15固定支承於一導軌，該導軌可沿迴轉裂解筒10軸向移動，以在迴轉裂解筒10軸向變形伸縮時調整導輪座13的位置保持迴轉裂解筒10水平；導輪支座15可在其高度方向上進行調整，以在有基礎沉降或其它因素造成的變形時保持迴轉裂解筒10的水平。迴轉裂解筒10內設置有若干導流板，導流板使物料產生定向流動依次經過迴轉裂解筒10內的加熱段、熔融裂解段以及固渣段。迴轉裂解筒10中設置有一取氣中心管16，取氣中心管16與迴轉裂解筒10同軸，其一端貫穿伸出於除渣固定筒17的外側並與油氣分離器18構成連通。迴轉裂解筒10對取氣中心管16的定位支撐是沿取氣中心管16的軸向間隔設置支撐架11，該支撐架11為由三根支撐柱20構成的三點支撐，三根支撐柱20沿取氣中心管16的軸向圓周陣列分布，支撐柱20的一端固定設置於迴轉裂解筒10的內壁，另一端與取氣中心管16構成滑動配合，使得取氣中心管16在保持靜止時，迴轉裂解筒10以取氣中心管16為轉軸穩定轉動。取氣中心管16位於迴轉裂解筒10內的部分管段表面開設有四個取氣孔12，用以收集物料裂解後產生的油氣。除渣固定筒17下部具有一與沉渣池19連通的開口，以排出物料完全裂解後剩餘的料渣。
[0021]裂解筒體在工作時，迴轉裂解筒10由驅動電機9驅動旋轉。當進料固定筒7內的物料進入迴轉裂解筒10時，先到達迴轉裂解筒10中的加熱段，此時物料得到加熱並通過導流板以一定的流速進入熔融裂解段；在熔融裂解段中的物料開始裂解產生油氣，此時油氣由取氣中心管16沿其延伸方向3/4處的取氣孔12收集，即該取氣孔的位置正位於物料開始裂解產生油氣處，為了保證油氣的完整收集取氣中心管16沿其延伸方向最外側的取氣孔12正位於物料完全裂解的位置，取氣孔12將收集的油氣通向油氣分離器18 ;當物料從熔融裂解段流至固渣段時，物料完全裂解後剩餘料渣，該料渣便通過固定除渣筒17排出至沉渣池19內。
[0022]本實施例在具體實施時:導流板採用螺旋進料導流板，該導流板的螺距由物料融熔裂解所需要的時間決定，同時也就造成了螺旋進料導流板的高度、螺距與取氣孔12在取氣中心管16上的布置位置呈相對應關係，即螺旋進料導流板需採用固定高度和螺距的導流板，以保證物料在一定的時間、一定的量按要求進入融熔裂解段，以使物料開始裂解產生油氣處正好位於取氣中心管16上3/4處的取氣孔12 ;在熔融裂解段內，根據物料融熔和堆積比的變化，改變導流板高度和螺距以保證最外側取氣孔12正位於物料完全裂解的位置。
[0023]支撐柱20對取氣中心管16的三點支撐中的點支撐指的是弧面支撐，即支撐柱20的支撐面為與取氣中心管16外弧面匹配的弧面，該支撐面採用成型石墨。取氣中心管16的外弧面上設有滑道，每個滑道與支撐架11的支撐位置相對應，將支撐柱20上作為滑動支點的成型石墨與滑道相接觸且構成滑動配合，其中該滑道的寬度大於成型石墨的寬度。此外，利用成型石墨以及滑道的彈性可避免支撐面由於取氣中心管16的受熱形變而造成支撐面由弧面變為點，從而導致支撐面破損；利用成型石墨與滑道之間的滑動配合，既使得支撐架11對取氣中心管16的支撐效果得到提高，同時迴轉裂解筒10相對取氣中心管16的轉動也更穩定。
[0024]取氣中心管16上開設的取氣孔12可採用風帽21以及濾網來阻隔物料、料渣通過取氣孔12進入取氣中心管16內，該濾網固定裝配於取氣孔12內，風帽21以三點支撐的形式固定設置於取氣孔12上方。
[0025]取氣中心管16的管體內部有對迴轉裂解筒10內各種工況的監控線路，將在線信號傳輸至主控中心，進行自動控制、信息匯總和數據分析反饋，以嚴格按照安全生產制度進行，尤其要實時監控爆炸極限、採取預案措施，使生產順利進行。
[0026]本實施例應用於某工廠的混煉生產之中，該工廠採用再生材料中的廢塑料PP和PE摻入部分作為生物質材料的植物浙青混合煉油，產品為國家標準的可燃氣、汽油和柴油。該廠年處理原料400萬噸，共有15條生產線，每條生產線的熱裂解系統均採用本實施例中的生產工藝。迴轉裂解筒10的筒體直徑5.5米，長度160米，每個迴轉裂解筒10年處理混合原料約26萬噸，可製成3.9萬噸的可燃氣、6.92萬噸的汽油、13.52萬噸的柴油，物料轉化率達到93.62%。
【權利要求】
1.一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:所述生產設備由進料系統、裂解筒體、油氣分離器和沉渣池構成，所述裂解筒體由進料固定筒、迴轉裂解筒、除渣固定筒組合構成，其中所述迴轉裂解筒由電機驅動旋轉，所述迴轉裂解筒一端與所述進料固定筒連通，所述進料固定筒與所述進料系統連通，所述迴轉裂解筒的另一端與所述除渣固定筒連通，所述除渣固定筒與所述除渣池相連通；位於所述迴轉裂解筒中設置有取氣中心管，所述取氣中心管的一端貫穿伸出於所述裂解筒體外側並與所述油氣分離器連通，所述取氣中心管位於所述迴轉裂解筒內的部分管段由固定於所述迴轉裂解筒內壁上的支撐架定位支撐，該部分管段表面開設有取氣孔。
2.根據權利要求1所述的一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:所述迴轉裂解筒下方支承有若干導輪座，所述迴轉裂解筒與所述導輪座之間構成滾動配合；所述導輪座相對於所述迴轉裂解筒，沿其軸向位置可調，所述導輪座的高度可調。
3.根據權利要求2所述的一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:若干所述導輪座沿所述迴轉裂解筒的軸向間隔布置，所述導輪座的軸向位置可調是指，若干所述導輪座固定支承於一導軌之上，所述導軌可沿所述迴轉裂解筒軸向移動；所述導輪座由導輪與導輪支架構成，所述導輪座的高度可調是指所述導輪支架的高度可調，所述導輪裝配於所述導輪支架之上，所述導輪支架固定支承於所述導軌之上。
4.根據權利要求1所述的一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:所述迴轉裂解筒對所述取氣中心管的定位支撐是沿所述取氣中心管軸向間隔設置支撐架，所述支撐架至少採用三點支撐，即在所述迴轉裂解筒的內壁上固定設置至少三根支撐柱構成所述支撐架，至少三根所述支撐柱沿所述取氣中心管的軸向圓周陣列分布，所述支撐柱的一端固定設置於所述迴轉裂解筒的內壁，另一端與所述取氣中心管構成滑動配合。
5.根據權利要求4所述的一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:所述三點支撐中的點支撐指的是圓弧面支撐，即所述支撐柱的支撐面為與所述取氣中心管外弧面匹配的弧面。
6.根據權利要求5所述的一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:所述取氣中心管外弧面上具有外設滑道，所述外設滑道為所述支撐面的滑動滑道。
7.根據權利要求1所述的一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:所述進料系統包括料倉、密閉料鬥、螺旋進料機，所述料倉通過上料輸送帶與所述密閉料鬥相連，所述密閉料鬥下方與所述螺旋進料機的進料螺杆連通，所述進料螺杆連通有進料口 I，所述進料螺杆的輸出端與所述進料固定筒相連通，所述進料固定筒上連通有進料口 II。
8.根據權利要求1所述的一種大型工業化再生資源和生物質混煉生產設備，其特徵在於:所述迴轉裂解筒內設置有若干螺旋進料導流板，所述螺旋進料導流板的高度、螺距與所述取氣孔於所述取氣中心管上的布置位置呈對應關係。
【文檔編號】B29B7/02GK103847037SQ201410021982
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年1月18日 優先權日:2014年1月18日
【發明者】韓秀琴, 郭劍波, 楊祚明, 劉洋 申請人:天津千江新能源科技有限公司